महामारी विज्ञान या एपिफाइटोलॉजी बीमारी के प्रकोप (outbreak of disease), इसके पाठ्यक्रम, तीव्रता, कारण और प्रभाव और इसे नियंत्रित करने वाले विभिन्न कारकों का अध्ययन है। घटना और भौगोलिक वितरण के आधार पर उन्हें निम्नानुसार वर्गीकृत किया गया है:
जब कोई बीमारी किसी देश या इलाके में मध्यम से गंभीर रूप में साल दर साल कमोबेश लगातार होती है तो उसे स्थानिक रोग (endemic disease) कहा जाता है। उदाहरण (eg): आलू का मस्सा रोग (wart disease - Synchytrium endobioticum) दार्जिलिंग में स्थानिक (endemic) है, एशिया में साइट्रस कैंकर (citrus canker - Xanthomonas axonopodis pv citri) और ज्वार का जंग (sorghum rust - Puccinia purpurea)।
यह एक विनाशकारी गंभीर रूप में एक व्यापक क्षेत्र में समय-समय पर होने वाली बीमारी का अचानक प्रकोप है जिससे गंभीर नुकसान या पूर्ण विनाश होता है। यह एक इलाके में लगातार मौजूद रहता है लेकिन यह केवल अवसरों पर ही गंभीर रूप धारण करता है। यह बीमारी के तेजी से विकास के लिए जिम्मेदार अनुकूल वातावरण की घटना के कारण है। उदाहरण (eg): गेहूं का स्टेम रस्ट (wheat stem rust - Puccinia graminis tritici) और पाउडर फफूंदी (powdery mildew - Erysiphe graminis vor tritici), आलू का लेट ब्लाइट (late blight of potato - phytophthora infestans), गन्ने का लाल सड़न (red rot of sugar cane - Colletotrichum falcatum), अंगूर का डाउनी मिल्ड्यू (downy mildew of grapevine - Plasmophora viticola) और चावल का ब्लास्ट (rice blast - Pyricularia oryzae)।
कुछ बीमारियां (Certain disease) एक क्षेत्र में स्थानिक होती हैं और दूसरे क्षेत्र में महामारी (epidemic) बन जाती हैं। उदाहरण (Eg): साइट्रस कैंकर एशिया में स्थानिक है लेकिन शुरू की गई जगह, फ्लोरिडा में महामारी है। मकई का डाउनी मिल्ड्यू (downy mildew) भारत में एक स्थानिक बीमारी है लेकिन फिलीपींस में महामारी बन गया है।
जब एक महामारी रोग (epidemic disease) महाद्वीपों या उपमहाद्वीपों में फैल जाता है और इसमें बड़े पैमाने पर मृत्यु दर शामिल होती है तो इसे महामारी माना जाता है। 1947 के दौरान भारत में गेहूं के काले तने के जंग (black stem rust) का प्रकोप एक महामारी रोग (pandemic disease) का सबसे अच्छा उदाहरण है।
वे बीमारियां जो सीमित क्षेत्रों या स्थानों पर अनियमित अंतराल पर होती हैं, छिटपुट कहलाती हैं। वे अपेक्षाकृत कुछ उदाहरणों में होते हैं। उदाहरण (Eg): कपास का फ्यूजेरियम विल्ट (Fusarium wilt of cotton - Fusarium oxysporum f sp. vasiinfectum), ज्वार का दाना (grain smut of sorghum - Sporisorium sorghi) और गेहूं का ढीला स्मट (loose smut of wheat - Ustilago nuda)।
एक महामारी थोड़े समय में फसल का व्यापक और बड़े पैमाने पर विनाश कर सकती है या बीमारी के लिए जिम्मेदार निम्नलिखित तीन कारकों के आधार पर लंबी अवधि तक बनी रह सकती है:
मेजबान (HOST)
रोगजनक (PATHOGEN) पर्यावरण (ENVIRONMENT)
प्रकृति में महामारी का एक कोर्स मेजबान, रोगजनक और पर्यावरण की प्रकृति के साथ भिन्न होता है। सुपारी में कोलेरोगा कवक, Phytophthora arecae मानसून की अवधि (monsoon period - जुलाई-सितंबर / July-Sep) के दौरान विनाशकारी हो जाता है और बढ़ते तापमान और शुष्क परिस्थितियों के साथ कम हो जाता है। उपरोक्त बीमारी (above disease) बरसात के मौसम के दौरान एक बार फिर विनाशकारी हो जाती है। इस प्रकार की महामारी को मौसमी महामारी या वार्षिक महामारी कहते हैं। दक्षिण भारत में बरसात के मौसम के दौरान पान के पत्ते के Phytophthora wilt का प्रकोप होता है। समशीतोष्ण क्षेत्र में पीच लीफ कर्ल और एप्पल स्कैब इसी तरह के पाठ्यक्रम का पालन करते हैं।
उनसे मुक्त इलाके में नए रोगजनकों के प्रवेश के परिणामस्वरूप होने वाली महामारी, दो चरणों में दिखाई देती है, जैसे, विनाशकारी चरण और निर्दोष चरण (innocent phase - नवागंतुक रोगजनक / new comer pathogen और मूल निवासी / original inhabitant के बीच जैविक संतुलन / biologic equilibrium तक पहुंचने के कारण / due to)। यूरोप में आलू के लेट ब्लाइट (late blight) और दक्षिण पूर्व एशिया में चावल के ब्लास्ट रोग, यूरोप में अंगूर के पाउडर फफूंदी (powdery mildew) और डाउनी फफूंदी, श्रीलंका में कॉफी के पत्तों की जंग (leaf rust) और भारत में अंगूर के एंथ्रेक्नोज की प्रसिद्ध महामारियां इस श्रेणी के उदाहरण हैं। उपरोक्त बीमारियों (above diseases) में फसलों को भारी नुकसान पहुंचाने के बाद रोगजनक शांत हो गए हैं।
कोई बीमारी कभी-कभी छिटपुट होती है और विशेष परिस्थितियों में महामारी का रूप धारण कर लेती है। एक एपिफाइटोटिक या महामारी को नियंत्रित करने वाले कारकों के लिए आवश्यक शर्तें को तीन शीर्षों के तहत समूहीकृत किया जा सकता है।
एक महामारी केवल ऊपर बताए गए सभी तीन कारकों के संचयी प्रभावों के परिणामस्वरूप हो सकती है, जो एक साथ कार्य करते हैं। कुछ रोगजनक एपिफाइटोटिक स्थितियों को ग्रहण करने में सक्षम होते हैं जबकि अन्य छिटपुट होते हैं। पूर्व समूह में आलू का लेट ब्लाइट, चावल का ब्लास्ट, डाउनी मिल्ड्यू रोग (downy mildew diseases) और जंग रोग (rust diseases) शामिल हैं।
| मेजबान | रोगजनक | पर्यावरण |
|---|---|---|
| मेजबान की संवेदनशीलता | एक नए रोगजनक का परिचय | तापमान |
| संवेदनशील मेजबानों का एकत्रीकरण और वितरण | रोगजनक के आक्रामक तनाव की उपस्थिति | नमी और आर्द्रता |
| नए मेजबानों का परिचय | रोगजनक की उच्च जन्म दर | वर्षा |
| नए संपार्श्विक या वैकल्पिक मेजबान का परिचय | रोगजनक की कम मृत्यु दर | प्रकाश और छाया |
| रोगजनक का आसान और तेजी से फैलाव | हवा | |
| रोगजनक की अनुकूलन क्षमता |
1. मेजबान की संवेदनशीलता
पौधों में बीमारी से निपटने की क्षमता होती है जो खुद को संवेदनशीलता या प्रतिरोध (resistance) के रूप में प्रकट करती है। पौधे अपनी प्रकृति, पर्यावरण और विकास के चरण के आधार पर हमले के शिकार होते हैं। किसी क्षेत्र में अतिसंवेदनशील किस्मों की उपस्थिति महामारी के कारणों में से एक के रूप में कार्य कर सकती है। उदाहरण के लिए, मूंगफली की देर से परिपक्व होने वाली किस्में जल्दी परिपक्व होने वाली किस्मों की तुलना में शुरुआती पत्ती के धब्बे (early leaf spot - Cercospora arachidicola) और देर से पत्ती के धब्बे (late leaf spot - Phaeoisariopsis) के प्रति अधिक संवेदनशील होती हैं। इसी तरह, गेहूं की देर से परिपक्व होने वाली किस्में जल्दी परिपक्व होने वाली किस्मों की तुलना में ढीले स्मट (loose smut - Ustilago nuda tritici) के प्रति संवेदनशील (susceptible) होती हैं। गन्ने की जल्दी बोई गई किस्में देर से बोई गई किस्मों की तुलना में बॉम्बे क्षेत्र में दक्कन नहरों में पत्ती की जंग के प्रति अधिक संवेदनशील हैं।
गेहूं का पौधा बूट स्टेज में काले जंग (black rust - Puccinia graminis tritici) के प्रति संवेदनशील हो जाता है, लेकिन युवा होने पर प्रतिरोधी (resistant) होता है। ब्लास्ट रोग (blast disease - Pyricularia oryzae) के प्रति चावल के पौधों की संवेदनशीलता नाइट्रोजन युक्त उर्वरकों की भारी खुराक के उपयोग से बढ़ जाती है। कपास के पौधे 26 से 28°C के मिट्टी के तापमान पर फ्यूजेरियम विल्ट (Fusarium wilt - F.oxysporum f.sp. vasinfectum) के प्रति संवेदनशील होते हैं, 20°C पर वर्टिसिलियम विल्ट (Verticillium wilt - Verticillium dahliae) के लिए बैंगन। लेकिन फसल के पौधे अपेक्षाकृत कम या उच्च तापमान पर इन मिट्टी जनित रोगों (soil-borne diseases) के प्रति प्रतिरोधी होते हैं। उपरोक्त स्थितियों के तहत, रोगजनक तेजी से गुणा करता है, संक्रमण का कारण बनता है और प्रभावी रूप से त्वरित द्वितीयक प्रसार के लिए अपने प्रसार का उपयोग करता है जिससे महामारी होती है।
2. अतिसंवेदनशील मेजबानों का एकत्रीकरण और वितरण
एक क्षेत्र में अतिसंवेदनशील मेजबानों की बहुतायत महामारी के प्रसार के प्रमुख कारणों में से एक है। किसी क्षेत्र में अतिसंवेदनशील किस्म या किस्मों की निरंतर खेती, वह भी एक बड़े सन्निहित क्षेत्र में, इनोकुलम (inoculum) के निर्माण में मदद करती है और महामारी की संभावना में सुधार करती है। उपरोक्त स्थितियों के तहत रोगजनक अपने प्रोपेग्यूल्स के गुणन की दर को बढ़ाता है और एक छोटी अवधि में रोग चक्र (disease cycles) को दोहराता है। अमेरिका (U.S.A) और कनाडा में गेहूं की खेती का क्षेत्र और पूर्वी एशियाई देशों में चावल की खेती का क्षेत्र क्रमशः गेहूं के काले रस्ट (wheat black rust) और चावल के ब्लास्ट द्वारा महामारी के एक बड़े खतरे के संपर्क में हैं।
1912-1913 के दौरान बॉम्बे क्षेत्र (Bombay area - गुजरात और महाराष्ट्र राज्य / Gujarat and Maharashtra States) में मूंगफली के शुरुआती और देर से पत्ती के धब्बों की विनाशकारी महामारी मुख्य रूप से एक बड़े क्षेत्र में स्थानीय किस्मों की खेती का परिणाम थी। 1936-1940 के दौरान बॉम्बे क्षेत्र (गुजरात और महाराष्ट्र / Gujarat and Maharashtra) के कुछ हिस्सों में केला में पनामा विल्ट (Panama wilt - Fusarium oxysporum f.sp. vasinfectum) के प्रति संवेदनशील टेबल किस्म, 'सोन' विनाशकारी महामारी के लिए जिम्मेदार थी। लाल सड़ांध (red rot - Colletotrichum falcatum) के देशव्यापी खेती अतिसंवेदनशील गन्ने की किस्में (susceptible sugarcane varieties - पुंड्या, खजूरिया आदि जैसी स्थानीय किस्में / local varieties like Pundya, Khajuria etc.,) व्यावहारिक रूप से बॉम्बे क्षेत्र में उनकी खेती को असंभव बना दिया।
3. नए मेजबान(नों) का परिचय (Introduction of new host (s))
मेजबान में रोग की संभावना (Disease proneness) पर्यावरण और अन्य कारकों से प्रेरित होती है। मेजबान जोरदार हमले और रोगजनक द्वारा सफल संक्रमण के लिए उत्तरदायी है। एक प्रतिरोधी या मध्यम रूप से प्रतिरोधी किस्म अतिसंवेदनशील या अत्यधिक संवेदनशील हो सकती है। एक अतिसंवेदनशील किस्म अत्यधिक संवेदनशील हो सकती है जब संभावना के पक्ष में स्थितियां मौजूद हों और गंभीर नुकसान का कारण बनें। उपरोक्त स्थितियों के तहत रोगजनक तेजी से गुणा करता है, संक्रमण का कारण बनता है और द्वितीयक प्रसार के लिए अधिक प्रसार पैदा करता है। एक विदेशी कपास किस्म के परिचय के कारण भारत में महाराष्ट्र क्षेत्र में उगाई जाने वाली स्थानीय किस्म, देवराज में जीवाणु झुलसा (bacterial blight - Xanthomonas axonopodis pv. malvacearum) और ग्रे फफूंदी (grey mildew - Septoacylindrium gossypii) का प्रकोप हुआ।
4. नए संपार्श्विक या वैकल्पिक मेजबानों का परिचय
वैकल्पिक मेजबान वे पौधे हैं जिन पर हेटेरोसियस रोगजनक अपने जीवन चक्र (life cycles) का हिस्सा गुजारते हैं। इसी तरह, संपार्श्विक मेजबान कुछ जंगली पौधे हैं जिनमें रोगजनक प्राथमिक मेजबान उपलब्ध नहीं होने पर जीवित रहता है। प्राथमिक इनोकुलम को अगली फसल तक ले जाने में वैकल्पिक और संपार्श्विक मेजबान दोनों महत्वपूर्ण हैं। वे एक महामारी के पाठ्यक्रम और तीव्रता का निर्धारण करते हैं।
Sclerospora sacchari, S. philippinensis (डाउनी फफूंदी / downy mildews), Pyricularia oryzae (चावल का ब्लास्ट / rice blast), Ustilago scitaminea (गन्ने का स्मट / sugarcane smut) के घास मेजबान (Grass hosts - संपार्श्विक मेजबान / collateral hosts) प्रचुर मात्रा में इनोकुलम पैदा कर सकते हैं जो महामारी के निर्माण में सहायता करते हैं। यूरोप और अमेरिका (U.S.A) में पाइन के हेटेरोसियस ब्लिस्टर रस्ट (heteroecious blister rust - Cronartium ribicola) का प्रकोप संयुक्त राज्य अमेरिका (USA) से Pinus strobus के आयात या परिचय के कारण हुआ।
1. नए रोगजनक का परिचय
कुछ रोगजनक, जो किसी क्षेत्र में महामारी हैं, नए क्षेत्र में पेश किए जाने पर काफी आक्रामक हो सकते हैं और महामारी के रूप में सामने आ सकते हैं। उदाहरण के लिए Phytophthora infestans के कारण होने वाले आलू के लेट ब्लाइट दक्षिण अमेरिका में महामारी थी। यूरोप (Europe - 1843-45 में) में संक्रमित कंदों को पेश किए जाने पर यह बीमारी महामारी बन गई। उत्तरी अमेरिका में फायर ब्लाइट (Fire blight - Erwinia amylovora) स्थानिक है। फायर ब्लाइट (Fire blight) 1884 में अमेरिका (U.S.A) के प्रशांत तट फल उगाने वाले क्षेत्रों में फैल गया और बाद में यह कनाडा पहुंच गया। यह 1919 में न्यूजीलैंड पहुंचा और 1957 में इंग्लैंड में दिखाई दिया। परिचय का तरीका फलों के बक्से के माध्यम से रहा था। कॉफी रस्ट (Coffee rust - Hemileia vastatrix) इथियोपिया में स्वदेशी है, जहां Coffea arabica मूल है। यह बीमारी 1869 में श्रीलंका, 1870 में भारत, 1876 में सुमात्रा, 1878 में जावा और 1889 में फिलीपींस में फैल गई। यह 1918 तक केन्या से कांगो तक भी फैल गया और कैमरून तक पहुंच गया। 1950 के बाद से, यह पश्चिम अफ्रीका के शेष हिस्सों में फैल गया।
H. vastatrix के लंबी दूरी के परिवहन का तरीका हवा है। बीजाणु (Spores) समुद्र तल से 1000 मीटर (m) ऊपर तक संक्रमित स्थानों से 150 मीटर (m) तक फंस गए हैं। डच एल्म रोग (Dutch elm diseases - Ceratocystis ulmi) पहली बार 1919 में हॉलैंड में रिपोर्ट किया गया था, जो पूरे यूरोप में फैल गया और 1927 में ग्रेट ब्रिटेन पहुंच गया। इसे यूरोप से आयातित एल्म लॉग पर पूर्वी संयुक्त राज्य अमेरिका में पेश किया गया था।
2. रोगजनक के आक्रामक तनाव की उपस्थिति
रोगजनक के सभी उपभेद आक्रामक नहीं होते हैं। केवल आक्रामक उपभेद संक्रामक रोगों (infectious diseases) का कारण बनने में सक्षम होते हैं जो महामारी के रूप में फैलते हैं। वे संक्रमण के तेजी से चक्र और नए मेजबानों में सफल संक्रमण पैदा करने की विशेषता रखते हैं। सफल संक्रमण के लिए संक्रमण का तेजी से चक्र आवश्यक है और यह केवल रोगजनक के आक्रामक तनाव से होता है। उदाहरण के लिए, भारत में Puccinia graminis tritici (गेहूं का काला रस्ट / wheat black rust), अमेरिका (U.S.A.) और यूरोप में धारीदार रस्ट (stripe rust), बंट (bunt) और गेहूं का ढीला स्मट। किसी इलाके में मौजूद रोगजनक के कार्यिकीय रूपों या रोगजनक उपभेदों की संख्या के साथ महामारी के प्रकोप की संभावना बढ़ जाती है।
3. रोगजनक की उच्च जन्म दर
उच्च प्रजनन क्षमता वाले और व्यापक क्षेत्रों में तेजी से प्रसार में सक्षम रोगजनक ज्यादातर महामारी का कारण बनते हैं। पाउडर फफूंदी (powdery mildews), डाउनी फफूंदी (downy mildews), रस्ट (rusts), ब्लास्ट, ब्लाइट (blights) आदि का कारण बनने वाले फंगल सदस्य भारी मात्रा में बीजाणु पैदा करते हैं। इन बीजाणुओं को पानी या कीड़ों का उपयोग करके आसानी से फैलाया जाता है और नए पौधों में संक्रमण का कारण बनते हैं। कुछ सामान्य पौधों के रोगजनकों द्वारा उत्पादित उच्च स्तर की प्रजनन क्षमता और भारी मात्रा में इनोकुलम तालिका में दिए गए हैं।
पौधों के रोगजनकों की प्रजनन दर
| क्र. सं. | रोगजनक | प्रजनन क्षमता की सीमा |
|---|---|---|
| 1 | गेहूं का स्टेम रस्ट (Wheat stem rust - Puccinia graminis tritici) | गेहूं की फसलों के एक हेक्टेयर में पच्चीस ट्रिलियन यूरेडोस्पोरस |
| 2 | गेहूं का स्टेम रस्ट (Wheat stem rust - Puccinia graminis tritici) | एक बारबेरी झाड़ी में एशियल कप से 64,000 मिलियन एसियोस्पोरस |
| 3 | सेब का देवदार जंग | एक पित्त में दो अरब टेलियोस्पोर्स |
| 4 | डाउनी मिल्ड्यू से संक्रमित मकई का पौधा | एक रात में 225 मिलियन स्पोरैंगिया |
| 5 | डाउनी मिल्ड्यू से संक्रमित एक अंगूर | 32,000 स्पोरैंगिया प्रति वर्ग सेमी |
| 6 | गेहूं का बंट | एक कर्नल में 6 से 12 मिलियन स्मट बीजाणु |
| 7 | मकई का स्मट (Smut of corn) | एक हेक्टेयर में 125,000 अरब स्मट बीजाणु |
| 8 | चेस्टनट ब्लाइट (Chestnut blight) | एक बीजाणु सींग में 150,000,000 बीजाणु |
| 9 | फोम्स एप्लानेटस (Fomes applanatus) | एक फलने वाले शरीर में 5,460 अरब बीजाणु |
4. कम मृत्यु दर
एपिफाइटोटिक्स कम मृत्यु दर वाली बीमारियों के कारण भी हो सकता है। ये बीमारियां प्रणालीगत प्रकृति (systemic nature) के कारकों के कारण होती हैं जो पौधों के ऊतकों द्वारा संरक्षित (protected) होते हैं। चूंकि वे पौधों के ऊतकों द्वारा संरक्षित होते हैं, इसलिए उच्च मृत्यु दर की संभावना न्यूनतम हो जाती है। इन बीमारियों में एपिफाइटोटिक्स के लिए इनोकुलम के संचय का मुख्य स्रोत वानस्पतिक प्रसार (vegetative propagation - कॉर्म्स / corms, सेट्स / setts, कंद / tubers, आदि / etc.) के लिए उपयोग किया जाने वाला रोगग्रस्त पौधे का अंग (diseased plant organ) है। यहां उच्च जन्म दर वाली बीमारियों की तुलना में महामारी का निर्माण अपेक्षाकृत कम है। जब किसी विशेष क्षेत्र को रोगग्रस्त रोपण सामग्री (diseased planting material) के साथ लगाया जाता है और कवर किया जाता है तो एपिफाइटोटिक्स होने की संभावना बहुत अधिक होती है। उदाहरण के लिए, वानस्पतिक पौधों के अंगों के माध्यम से प्रचारित फसलों में वायरस और फाइटोप्लाज्मा रोग (phytoplasma diseases)।
5. रोगजनक का आसान और तेजी से फैलाव
महामारी पैदा करने के लिए रोगजनक की क्षमता उच्च जन्म दर और फैलाव (dispersal) दोनों पर निर्भर करती है। महामारी के विकास के लिए उत्पादित रोगजनक के प्रचार को फैलाया जाना चाहिए। यह बाहरी एजेंसियों जैसे हवा, पानी, कीड़ों, घुन और नेमाटोड द्वारा हो सकता है। फंगल बीजाणु / कोनिडिया मिनट और प्रकाश और प्रतिकूल परिस्थितियों के प्रतिरोधी होते हैं। फंगल बीजाणु ज्यादातर हवा द्वारा प्रसारित होते हैं। बैक्टीरिया ज्यादातर पानी या कीड़ों द्वारा प्रसारित होते हैं। वायरस और फाइटोप्लाज्मा रोग ज्यादातर कीड़ों, घुन या नेमाटोड द्वारा प्रेषित होते हैं। महामारियां हवा के वेग, हवा की दिशा, नमी, सापेक्ष आर्द्रता, तापमान, वैक्टर की उपस्थिति और संख्या और उनके प्रजनन की दर से निर्धारित होती हैं।
6. रोगजनक की अनुकूलन क्षमता
रोगजनकों में प्रतिकूल परिस्थितियों के अनुकूल होने की क्षमता होती है। कवक ओस्पोर्स, एस्कोस्पोर्स और स्मट स्पोर्स (smut spores - क्लैमाइडोस्पोर्स / chlamydospores) जैसे विभिन्न प्रकार के बीजाणु पैदा करते हैं जो प्रतिकूल परिस्थितियों में ज्वार में मदद करते हैं। बैक्टीरिया रोगग्रस्त पौधों के हिस्सों (diseased plant parts) में जीवित रहते हैं। वायरस और फाइटोप्लाज्मा उपयुक्त फसल मेजबानों की अनुपस्थिति में संपार्श्विक मेजबान या कीट वैक्टर में रहते हैं।
पर्यावरणीय परिस्थितियां जैसे तापमान, सापेक्ष आर्द्रता, वर्षा, प्रकाश की अवधि और तीव्रता, आदि महामारी पैदा करने में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। ये वास्तव में निर्णायक कारक हैं और रोग चक्र (disease cycle) के लगभग सभी चरणों को प्रभावित करते हैं। स्पोरुलेशन, बीजाणुओं की मुक्ति, रोगजनक के प्रसार, अंकुरण, संक्रमण और मेजबान में रोगजनक की स्थापना के लिए अनुकूल पर्यावरणीय परिस्थितियों की आवश्यकता होती है।
उदाहरण के लिए, बीजाणु अंकुरण और मेजबान में रोगाणु ट्यूब के प्रवेश के लिए लगातार इष्टतम तापमान और नमी की आवश्यकता होती है। इसी तरह रोगजनक के रोग और स्पोरुलेशन के विकास के लिए इष्टतम तापमान, नमी, प्रकाश और विशिष्ट पोषण की आवश्यकता होती है।
रोगजनक की वृद्धि की दर को समझाने के लिए चक्रवृद्धि ब्याज और साधारण ब्याज शब्द हैं। इन शर्तों को 1963 में वान डेर प्लैंक द्वारा 'पौधों के रोग-महामारी और नियंत्रण' पुस्तक में पेश किया गया था। रोगजनक के गुणन के तरीके के आधार पर, बीमारियों को दो प्रकार में वर्गीकृत किया जाता है:
1. साधारण ब्याज रोग
साधारण ब्याज रोगों में वृद्धि गणितीय रूप से धन में साधारण ब्याज के अनुरूप है। फसल के जीवन में रोगजनक की केवल एक पीढ़ी होती है। प्राथमिक इनोकुलम बीज-जनित या मृदा-जनित है। फसल के मौसम के दौरान द्वितीयक संक्रमण शायद ही कभी होता है। अर्थात्, रोगजनक एक बढ़ते मौसम में पौधे से पौधे में नहीं फैलते हैं। साधारण ब्याज की बीमारियाँ बीज-या मिट्टी-जनित स्मट (seed-or soil-borne smuts) के कारण होती हैं, जैसे गेहूँ की ढीली स्मट, जौ की ढकी हुई स्मट और मिट्टी से पैदा होने वाले कवक (soil borne fungi) जो जड़ों पर हमला करते हैं, जैसे कि विल्ट (wilt - Fusarium oxysporum) और रूट रोट (root rot - Rhizoctonia spp.) रोग।
अधिकांश स्मट्स रोपों को संक्रमित करते हैं, पौधे के विकास के साथ-साथ बढ़ते हैं और फसल के परिपक्व होने पर पुष्पक्रम में बीजाणु पैदा करते हैं। स्मटेड सिर (smutted heads) से कोई द्वितीयक प्रसार नहीं होता है। ये स्मट रोग (smut diseases) प्रकृति में ज्यादातर प्रणालीगत (systemic) हैं। वे फसल के सक्रिय मौसम के दौरान मेजबान के बाहरी प्रसार का उत्पादन नहीं करते हैं। इन कवकों के प्रसार का प्रसार मौजूदा जलवायु और जैविक स्थितियों द्वारा प्रतिबंधित है।
2. चक्रवृद्धि ब्याज रोग
चक्रवृद्धि ब्याज रोगों में वृद्धि की दर गणितीय रूप से धन में चक्रवृद्धि ब्याज के अनुरूप है। रोगजनक बहुत तीव्र दर पर भारी मात्रा में बीजाणु पैदा करता है। ये बीजाणु हवा से तेजी से फैलते हैं और दूसरे पौधों को संक्रमित करते हैं। टीकाकरण और स्पोरुलेशन की अवधि दोनों छोटी होती हैं ताकि रोगजनक एक ही बढ़ते मौसम के दौरान पौधे से पौधे में फैल जाए। बीजाणुओं की नई फसल का उत्पादन होता है, प्रसार होता है और चक्र (cycle) तेजी से दोहराया जाता है। इस प्रकार एक फसल के जीवन में रोगजनक की अधिक पीढ़ियों का उत्पादन होता है। उदाहरण के लिए, आलू का लेट ब्लाइट, पाउडर फफूंदी और जंग रोग। यदि हम उदाहरण के रूप में Puccinia graminis tritici के कारण गेहूं के तने के जंग (stem rust) पर विचार करते हैं, तो कवक बहुत बड़ी संख्या (very large numbers - प्रति यूरेडोसोरस / per uredosorus 50,000 से 4,00,000 यूरेडोस्पोर्स / uredospores) में यूरेडोस्पोर्स पैदा करता है।
ये बीजाणु हवा से फैलते हैं और दूसरे पौधों को संक्रमित करते हैं। ताज़ा संक्रमित गेहूं का प्रत्येक पौधा 24°C पर 5 से 7 दिनों के भीतर यूरेडोपुस्ट्यूल्स पैदा करता है। इस प्रकार फसल में पहले पस्ट्यूल के प्रकट होने के एक सप्ताह के भीतर कई हजार नए पस्ट्यूल बन जाते हैं जो एक सप्ताह के भीतर इस प्रक्रिया को दोहरा सकते हैं। यदि लगभग 24°C तापमान और सापेक्ष आर्द्रता की जलवायु स्थितियां केवल कुछ हफ्तों तक रहती हैं, तो पूरी फसल बीमारी से गंभीर रूप से प्रभावित होती है।
महामारी का पाठ्यक्रम दो अलग-अलग चरणों का पालन करता है अर्थात,
i. प्रगतिशील रूप से विनाशकारी चरण
कुछ महामारियां धीरे-धीरे (slowly - टार्डिव / tardive) विकसित होती हैं जबकि अन्य तेजी से विकसित होती हैं। धीमी महामारी (Slow epidemics - या एपिफाइटोटिक्स / or epiphytotics) आमतौर पर प्रणालीगत रोगजनकों (systemic pathogens) के कारण जनसंख्या के बीच होती है। साधारण ब्याज रोग (simple interest disease) के वर्णों के बाद रोगजनक धीरे-धीरे गुणा करता है। वे कम मृत्यु दर श्रेणी से संबंधित हैं और उनकी ऊष्मायन अवधि और स्पोरुलेशन अवधि कम है। हालांकि, तेजी से एपिफाइटोटिक्स पर्यावरणीय कारकों से बहुत प्रभावित होते हैं।
ii. गिरावट का चरण
शुरुआती चरण के दौरान, एक महामारी जोरदार ढंग से फैलती है जिससे नए मेजबानों में बीमारियां पैदा होती हैं। संतृप्ति चरण के विकास के बाद यह अपने आप गिरावट दिखाता है। कोई भी महामारी संदिग्धों की अनुपलब्धता, फसल के अतिसंवेदनशील चरणों की अनुपलब्धता, प्रतिकूल मौसम की स्थिति और रोगजनकों की आक्रामकता में कमी के कारण नहीं हो सकती है। आमतौर पर मेजबान एक विशिष्ट विकासशील चरण में बीमारी के लिए प्रवण होते हैं। एक बार जब पौधे में यह अवस्था पार हो जाती है तो संक्रमण के प्रति इसकी संवेदनशीलता कम हो जाती है या पूरी तरह से खो जाती है। परिस्थितियों के तहत महामारी कम हो जाती है। बीमारी के विकास के लिए प्रतिकूल मौसम के कारण भी महामारी में गिरावट हो सकती है। परिणामस्वरूप बीमारी के भविष्य में फैलने की जांच की जाएगी और महामारी में गिरावट आएगी। उत्तरी भारत में गेहूं की फसल पर आमतौर पर जनवरी से मार्च में रस्ट का हमला होता है।
इन महीनों के दौरान महामारियां विकसित होती हैं। यद्यपि पौधा बाद में भी हमले का शिकार रहता है, तापमान में वृद्धि के कारण बीमारी के आगे विकास की जांच की जाती है जो रोगजनक के लिए अनुकूल है। उपरोक्त और अन्य कारणों के कारण, रोगजनक की आक्रामकता कम हो सकती है। जब सभी अतिसंवेदनशील व्यक्तियों को रोगजनक द्वारा नष्ट कर दिया जाता है, तो यह एक ही प्रजाति के शेष प्रतिरोधी व्यक्तियों को परजीवी करने की कोशिश कर सकता है। इन प्रतिकूल परिस्थितियों में, रोगजनक सफल संक्रमण की अपनी शक्ति खो सकता है, इसका प्रजनन धीमा हो सकता है और रोगजनक कम आक्रामक हो जाता है।
महामारी का रूप रोगजनक, मेजबान और मौसम की प्रकृति से तय होता है। महामारी धीरे-धीरे विकसित हो सकती है और इसे 'टार्डिव' कहा जाता है। महामारी जो तेजी से विकसित होती है उसे 'विस्फोटक' कहा जाता है। महामारी के इन मध्यवर्ती रूपों के बीच में हो सकता है।
i. धीमी एपिफाइटोटिक्स
बारहमासी (पेड़) आबादी के बीच धीमी एपिफाइटोटिक्स होती है। संक्रमित मेजबान मरने से पहले कई वर्षों तक जीवित रहता है। एक साधारण ब्याज रोग के अधिकांश वर्ण धीमी एपिफाइटोटिक्स में पाए जाते हैं। प्रेरक कारक ज्यादातर प्रणालीगत होता है। रोगजनक धीरे-धीरे गुणा करता है। पौधे से पौधे में उनका आंदोलन बहुत धीमा है। वे कम मृत्यु दर रोगजनक हैं। धीमी एपिफाइटोटिक्स में, फसल स्वच्छता सबसे अच्छा तरीका है। उदाहरण के लिए, कोको की सूजी हुई टहनी।
यह बीमारी एक पेड़ से दूसरे पेड़ तक और भी कम एक बगीचे से दूसरे बगीचे में बहुत धीरे-धीरे फैलती है। उदाहरण के लिए, 31% सूजे हुए प्ररोह की घटना 2.5 वर्षों की अवधि में बढ़कर 75% हो गई। जैसा कि वान डेर प्लैंक द्वारा कहा गया है, पेड़ों की एक प्रणालीगत बीमारी (systemic disease) के गुणन की दर एक वर्ष में लगभग दस गुना है, जबकि जड़ी-बूटियों वाले पौधों के संबंध में यह 10,000 गुना है और यह स्थानीय घाव रोगजनकों के लिए उच्च दरों का है जैसे, आलू का लेट ब्लाइट, गेहूं का स्टेम रस्ट, आदि,
ii. रैपिड एपिफाइटोटिक्स
वार्षिक फसलों के बीच रैपिड एपिफाइटोटिक्स होती है। यह उच्च जन्म दर के साथ गैर-प्रणालीगत रोगजनकों (non-systemic pathogens) के कारण होता है। थोड़े समय के भीतर रोगजनक की कई पीढ़ियां पैदा होती हैं। धीमी एपिफाइटोटिक्स की तुलना में रैपिड एपिफाइटोटिक्स बड़े पैमाने पर पर्यावरणीय कारकों द्वारा नियंत्रित होते हैं। रोग में वृद्धि तेजी से होती है और बीमारी थोड़े समय में चोंच तक बढ़ जाती है और फिर मौसम प्रतिकूल होने पर या जब मेजबान परिपक्वता के कारण या रोगजनक के प्रसार के प्रतिबंधित फैलाव के कारण प्रतिरोधी हो जाता है तो तेज गिरावट दिखाती है। उदाहरण के लिए, सेब का पपड़ी। इस प्रकार के एपिफाइटोटिक को रसायनों के साथ सुरक्षात्मक छिड़काव (protective spraying) या डस्टिंग द्वारा नियंत्रित किया जाता है।
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